How
to determine the number of step/outputs for LV Capacitor Bank
|
การออกแบบการชดเชย
Reactive Power ให้กับโหลด บางครั้งมีขนาดไม่เหมาะที่จะทำเป็น
Step เดียว
ต้องแบ่งเป็นหลายๆ
Step เพื่อความเหมาะสมทั้งทางด้านอุปกรณ์ที่จัดหาได้ง่าย ไม่กระทบกับระบบแรงดัน
จรเกินไป
(Over Voltage) และกระแส Switching ที่ผลต่ออายุการใช้งานของอุปกรณ์ต่างๆ
อนึ่งเงื่อนไขการ
Run Load ก็มีผลกล่าวคือ Load Pattern เป็นอย่างไรเพื่อให้การชดเชยทุกขณะเป็นไป
ตามที่ตั้งใจไว้ แต่โดยทั่วไปผู้ออกแบบจะได้ข้อมูลนี้ยากมาก
เพราะผลการ Run Load ขึ้นอยู่กับสวาวะ
เศรษฐกิจ , Process ในขบวนการผลิตซึ่งอาจมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา
ดังนี้หัวข้อนี้จะไม่พิจารณา
Load
Pattern
Reactive Capacitor Bank แบ่งเป็นใหญ่ๆ ได้ 2 ลักษณะคือ
1.
Shunt Capacitor bank
2.
Detune bank
ซึ่งเป็น
Type ที่เหมาะจะแบ่งออกเป็นหลายๆ Step เพื่อทำเป็น Automation
Switching ในหัวข้อนี้จะทำการ
ศึกษาว่าการแบ่งเป็น
Step ของคาปาซิเตอร์นั้นควรมีขนาดเท่าไรที่เหมาะสม
พิจารณาจากขนาดของอุปกรณ์ที่จัดหาได้ง่าย
พิจารณาจากอุปกรณ์ที่จัดหาได้ง่าย
โดยหลักการแล้ว Step จำนวนน้อยเท่าไรก็ประหยัดมากขึ้น อุปกรณ์ที่
ประกอบใน Step จะมี Fuse , Contact , Capacitor Unit และ Reactor
ในบางครั้ง ซึ่งมีขนาดตาม Catalogue
ของผู้ผลิตซึ่งจะเห็นว่าที่แรงดัน
415 V ที่ใช้กันมากที่สุดอยู่ระหว่าง 21 - 110 KVAR ต่อ Step
ที่เหมาะสมถ้า
แรงดันอื่นก็พิจารณาดูจาก
Catalogue ได้
พิจารณาผลกระทบกับระบบ
การ
Switching
Capacitor เข้ากับระบบปกติจะมีผลทำให้ แรงดันระบบ เพิ่มขึ้น
โดยพิจารณาจากสูตร
|
|
สมมุติว่ากำหนดให้แรงดันระบบเปลี่ยนแปลงไม่เกิน
3 % และทั่วไป % Short Circuit Power ของ
หม้อแปลงประมาณ 6 % ถ้าหม้อแปลงมีขนาดเท่ากับ Tx และโหลดหม้อแปลงมีขนาดเท่ากับ
0.8 Tx
โดยมี
PF. เท่ากับ 0.7
Reactive
Power ที่มากที่สุดที่ชดเชยให้กับโหลด หม้อแปลงตัวนี้ให้มี PF.
เท่ากับ 0.98 คือ |
|
พิจารณาว่า
KVAR ที่จะทำให้แรงดันของหม้อแปลงตัวนี้เพิ่มขึ้นกี่เปอร์เซนต์คือ |
|
ซึ่งจะเห็นว่า
kVAr ที่หามาได้จะมีผลทำให้แรงดันระบบเปลี่ยนแปลงมากที่สุด = 2.76
% เท่านั้น จาก
ตัวอย่างที่ยกมา
ดังนั้นขนาดของ kVAr ต่อ Step ที่มีขนาดมากที่สุดคือ ออกแบบให้เป็นหนึ่ง
Step ตาม
ที่ออกแบบ
ส่วนมากไม่มีผลต่อแรงดันมากนัก ดังนั้นจึงกลับไปพิจารณาหัวข้ออุปกรณ์ที่จัดหาได้ง่าย
พิจารณาจากกระแส
Inrush Current ของ Step สุดท้าย
ปกติการ
Switching
Capacitor
เข้าระบบจะเกิดมีกระแส Inrush จำนวนมากไหลเข้า
Cap Step ซึ่ง
พิจารณาว่าไม่เกินค่ามาตรฐานที่กำหนดไว้คือ
100 เท่า ของกระแส Rated ของ Cap
Step
ปกติปรากฏการณ์นี้จะมีผลน้อยคือมีค่ากระแส
Inrush น้อยถ้ามีเพียง Steo เดียว เพราะ Impedance
ของระบบจะช่วยต้านไว้
แต่ถ้า Cap
Step มีหลาย Step จะเกิดปรากฏการณ์ Back To Back
Inrush Current
ขึ้น
และโดยมีผลให้ Step
ที่จะนำเข้าระบบหลังสุดต้องรับกระแส Inrush
นี้ขึ้นสูงมากโดยพิจารณาดังนี้
ที่
Step n จะรับกระแส Inrush
สูงมากถ้ามี
Cap ต่ออยู่ก่อนหน้าโดยพิจารณาจากสูตร |
|
|
ค่า
Lo นี้ปกติจะประมาณไว้ที่ 1 uH ต่อ 1 เมตร และประมาณ Lo ใน Contactor
= 1 uH เพราะฉะนั้น
Lo รวม = 2 uH ถ้าให้ I มีค่า = 100 In จะได้ |
|
พิจารณาที่
50 Hz ; 415 V |
เรารู้ว่า
Q ทั้งหมดที่คำนวณได้สมมุติ = 600 kVAr จะได้ |
|
แทนค่า
Co ในสมการ (1) แล้วจัดรูปใหม่ได้ |
|
เอกสารอ้างอิง
วารสาร
คุณภาพไฟฟ้า Vol 9/ January- March 2002 ; ABB LIMITED
(ขอขอบคุณ
ชาวสมาชิก 9engineer คุณมาโนชน์ ที่กรุณาส่งข้อมูลมาเพื่อเป็นความรู้เผยแพร่)
|
|